CN116513438A - 差动转向混合动力无人艇及其转向控制方法 - Google Patents

差动转向混合动力无人艇及其转向控制方法 Download PDF

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CN116513438A CN202310470773.5A CN202310470773A CN116513438A CN 116513438 A CN116513438 A CN 116513438A CN 202310470773 A CN202310470773 A CN 202310470773A CN 116513438 A CN116513438 A CN 116513438A
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Abstract

本发明公开了一种差动转向混合动力无人艇及其转向控制方法，无人艇包括：艇身，艇身包括两个细长型浮筒，两个浮筒沿水平方向设置，且相互平行，浮筒的尾部均设置有螺旋桨；太阳能电池板托板，其设置在艇身的上方，太阳能电池板托板上固定设置有太阳能电池板；风帆，风帆包括左风帆和右风帆，左风帆通过转轴设置在其中一个浮筒的前部，右风帆通过转轴设置在另一个浮筒的后部，转轴的顶部和底部分别与太阳能电池板托板和浮筒转动连接；驱动装置，其分别固定设置在转轴的上端，用于控制转轴的旋转角度；以及控制系统，其用于采集风帆的方向、风向、无人艇的经纬度、无人艇艇体的指向数据，并基于所采集的数据进行无人艇的转向控制。

Description

差动转向混合动力无人艇及其转向控制方法
技术领域
本发明涉及混合动力无人艇技术领域，具体涉及一种差动转向混合动力无人艇及其转向控制方法。
背景技术
目前水面无人移动平台有太阳能无人艇、风能无人艇、波浪能无人艇，分别以太阳能、风能和波浪量能驱动平台航行，为了增强驱动能力，提高航行速度，就出现了太阳能与风能混合艇、太阳能与波浪能混合艇。
专利CN114013581A公开了一种面向减阻与避碰的可变结构型风光波浪能混合驱动无人艇，其能够充分捕获海洋环境中的风能、太阳能与波浪能，而且具备可变结构的能力，即一方面能够根据海况等级而调整波浪拍动串列水翼的入水与出水，保证高海况下对波浪能充分吸收、低海况下艇体阻力性能良好；另一方面当无人艇靠泊时能够降下太阳能风帆，并收起艇体舷侧外的太阳能板，避免风帆与太阳能板在无人艇靠泊时受到磕碰，具有较好的安全性与可靠性。
专利CN106741782A公开了一种基于风能驱动的无人船，包括船体，船体的尾部设有舵，船体内设有航行控制系统，还包括太阳能供电系统、环境感知设备和定位装置；太阳能供电系统包括太阳能电池板和储能装置，储能装置的输出端分别与环境感知设备、定位装置和航行控制系统连接；航行控制系统包括用于根据环境感知设备采集的信息、定位装置的实时定位信息、以及预设的任务重点位置规划路径的船载处理器，以及用于根据船载处理器的结果控制主帆、前帆与风向之间的角度和舵角的PID控制器。该专利利用风能作为驱动力，实现污染物零排放，并能保证长时间续航，通过调节风帆的位置和角度，即使在逆风情况下也能顺利航行。
专利CN109263787A公开了一种复合动力无人艇，包括，无人艇本体，的无人艇本体包括一个主船体和主船体两侧对称的一对片体，主船体具有瘦削的船首；连接桥，用于连接主船体和一对片体；铺板，用于将连接桥、主船体上甲板、一对片体的上部连成一个安装平面；风帆，为翼帆结构，包括桅杆和风帆基座，桅杆与风帆基座通过法兰连接，风帆基座固定安装在主船体 的船底中部的纵桁上；设置在无人艇本体上的电力系统、推进系统和控制系统。本发明的复合动力无人艇为具有瘦削船首的穿浪型三体船，能够在风能、电能和化石能之间切换，并且耐波性好、适航性高。
但是现有技术的需要使用方向舵来转向，海上漂浮物很容易挂在无人艇上，而出现挂带漂浮物减低航行速度，甚至无法航行的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种差动转向混合动力无人艇及其转向控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种差动转向混合动力无人艇，包括：艇身，艇身包括两个细长型浮筒，两个浮筒沿水平方向设置，且相互平行，浮筒的尾部均设置有螺旋桨，两个浮筒的尾部均设置有第一电机，两个第一电机分别用于驱动两个所述螺旋桨；太阳能电池板托板，其设置在艇身的上方，太阳能电池板托板上固定设置有太阳能电池板；风帆，风帆包括左风帆和右风帆，左风帆通过转轴设置在其中一个浮筒的前部，右风帆通过转轴设置在另一个浮筒的后部，转轴的顶部和底部分别与太阳能电池板托板和浮筒转动连接；驱动装置，其分别固定设置在转轴的上端，用于控制转轴的旋转角度，并通过转轴分别带动左风帆和右风帆转动至设定方向；以及控制系统，其用于采集风帆的方向、风向、无人艇的经纬度、无人艇艇体的指向数据，并基于所采集的数据进行无人艇的转向控制。
在一优选实施方式中，左风帆和右风帆的尺寸一致，且左风帆距浮筒头部的距离与右风帆距浮筒尾部的距离相同，转轴分别位于左风帆和右风帆的中部。
在一优选实施方式中，驱动装置包括蜗轮、蜗杆和第二电机，其中，蜗轮设置在转轴上，蜗杆与蜗轮相啮合，第二电机与蜗杆连接，以驱动蜗杆旋转。
在一优选实施方式中，控制系统包括第一方向传感器、第二方向传感器、处理器、风向传感器、指向传感器和GPS定位器，第一方向传感器和第二方向传感器分别与两个驱动装置的螺杆相连接，利用相应蜗杆的圈数分别反算两个转轴旋转的角度，风向传感器固定设置在太阳能电池板的中部上方，指向传感器设置在太阳能电池板托板的侧面，用于给出无人艇艇身的方向，风向传感器、指向传感器、第一方向传感器、第二方向传感器、GPS定位器、第一电机以及第二电机分别与处理器信号连接。
在一优选实施方式中，浮筒的中部设置有水舱，水舱侧面设置有进水电动阀和排水泵，太阳能电池板托板的体积为水舱体积的2倍。
本发明还提供了一种上述差动转向混合动力无人艇的转向控制方法，包括如下步骤：
S1、处理器分别读取风帆的方向数据、风向数据、无人艇的经纬度数据、无人艇艇身的指向数据；
S2、计算无人艇的航向；
S3、计算航行时风帆设定方向；
S4、控制风帆转到设定方向，并通过控制两个第一电机进行转向控制，使无人艇艇身指向航向；或者通过控制左风帆和右风帆的角度进行转向控制，使无人艇艇身指向航向；
S5、回到步骤S1；
其中，步骤S4中，控制风帆转到设定方向，并通过控制两个第一电机进行转向控制，包括：S41、通过驱动装置控制风帆转到设定方向，S42、通过分别控制两个第一电机达到不同的转速，产生左右推力差，使无人艇转向；
通过控制左风帆和右风帆的角度进行转向控制，使无人艇艇身指向航向，包括：S43、通过驱动装置控制左风帆转到设定方向，S44、通过驱动装置控制右风帆转到设定方向，通过左风帆和右风帆与风向的夹角不一致所产生的左右旋转力矩不相等，使无人艇艇身指向航向，如果无人艇指向与航向一致，跳过这一步；S45、控制左风帆和右风帆方向相同，且产生推力。
在一优选实施方式中，步骤S1中，处理器从第一方向传感器和第二方向传感器分别读取左风帆和右风帆的方向数据，从风向传感器中读取风向数据，从GPS定位器中读取无人艇的经纬度数据，并利用两个时刻的经度和纬度计算出航向，从指向传感器中读取无人艇艇身的指向数据；
其中，从GPS定位器中读取无人艇的经纬度数据，并利用两个时刻的经度和纬度计算出航向包括：（1）计算当前点和终点两点间的经度差值和纬度差值进而得到航向角；（2）计算当前点和前一点两点间的经度差值和纬度差值进而得到实际航向角；（3）计算航向角与实际航向角的差值DA，DA决定无人艇转向，如果航向角大于实际航向角，即DA>0，无人艇就需要左转，如果航向角小于实际航向角，即DA<0，无人艇就需要右转。
在一优选实施方式中，通过控制两个第一电机转速来实现转向控制，控制量为：
DD=k1×DA+k2(DA-DA1)/(t1-t2)
其中，k1、k2是控制系数，通过调试试验获得，DA为t2时刻航向角与实际航向角的差值，DA1为t1时刻航向角与实际航向角的差值，t1、t2分别是相邻近的两个时刻，送给两个第一电机的控制量分别为DD和-DD。
在一优选实施方式中，通过控制左风帆和右风帆的角度进行转向控制时，控制量为：
DDD= kk1×DA+kk2(DA-DA1)/(t1-t2)
其中，kk1、kk2是控制系数，通过调试试验获得，DA为t2时刻航向角与实际航向角的差值，DA1为t1时刻航向角与实际航向角的差值，t1、t2分别是相邻近的两个时刻，送给两个第二电机的控制量分别为DDD和-DDD。
在一优选实施方式中，还包括：当无人艇遇到大风时，如风速大于等于20m/s，则打开进水电动阀，水舱进水，浮筒浮力降低，无人艇下沉；当风速减小后，则开启排水泵，将水舱的水排出，无人艇浮起来，其中，太阳能电池板托板的体积为水舱体积的2倍，当无人艇下沉后，太阳能电池板托板的上半部分保持在水面以上，保证太阳能电池板始终在水面以上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可以采用电机螺旋桨推动力差动或者风帆动力差动转向或者两者结合，可以省去方向舵，这样既减少了机械结构，提高了可靠性，又减少了海上挂漂浮物的可能性，从而防止挂带漂浮物而降低航行速度，甚至无法航行的问题。提高了无人艇的冗余度，其中一种动力发生故障，仍能航行。本发明将太阳能电池板设置在风帆之上，太阳能电池板不仅不会被风帆遮挡，而且风帆夹在太阳能电池板托板与水之间，增加了风帆的气动稳定性。本发明还设置了水舱、进水电动阀和排水泵，风帆能够随艇下沉，沉入水中，从而避免了强风时，风力对风帆以及无人艇的破坏，提高了安全性。
附图说明
图1为本发明一实施方式的差动转向混合动力无人艇的立面结构示意图；
图2为图1中沿A-A方向的俯视图；
图3为本发明一实施方式的利用风帆左转示意图；
图4为本发明一实施方式的利用风帆右转示意图；
图5为本发明一实施方式的驱动装置结构简图；
图6为本发明一实施方式的控制系统原理框图；
图7为本发明一实施方式的以风向为基准方向，无人艇航向大于135度、小于-135度时的示意图；
图8为本发明一实施方式的无人艇在向-135度方向航行时，风帆角度为-145度示意图；
图9为本发明一实施方式的无人艇在向135度方向航行时，风帆的角度为145度示意图。
附图标记说明：
1-浮筒，2-螺旋桨，3-太阳能电池板托板，4-左风帆，5-右风帆，6-转轴，7-蜗轮，8-蜗杆，9-第二电机，10-第一方向传感器，11-第二方向传感器，12-处理器，13-风向传感器，14-指向传感器，15-GPS定位器，16-水舱，17-进水电动阀，18-排水泵，19-正向限位开关，20-反向限位开关，21-支撑杆。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-5所示，本实施例的差动转向混合动力无人艇，包括：艇身、太阳能电池板托板3、风帆、驱动装置以及控制系统。其中，艇身包括两个细长型浮筒1，两个浮筒1沿水平方向设置，且相互平行，浮筒1的尾部均设置有螺旋桨2，且两个浮筒1的尺寸完全一致。太阳能电池板托板3设置在艇身的上方，太阳能电池板托板3上固定设置有太阳能电池板。风帆包括左风帆4和右风帆5，左风帆4通过转轴6设置在其中一个浮筒1的前部，右风帆5通过转轴6设置在另一个浮筒1的后部，转轴6的顶部和底部分别与太阳能电池板托板3和浮筒1上设置的轴套转动连接。驱动装置分别固定设置在转轴6的上端，用于控制转轴6的旋转角度，并通过左右两个转轴6分别带动左风帆4和右风帆5转动至设定方向。控制系统，其用于采集风帆的方向、风向、无人艇的经纬度、无人艇艇体的指向数据，并基于所采集的数据进行无人艇的转向控制。
进一步的，两个浮筒1的尾部均设置有第一电机，左侧的第一电机和右侧的第一电机分别用于驱动两个螺旋桨2，通过对左侧、右侧两个第一电机设置不同转速产生左右推力差，使无人艇转向。
进一步的，左风帆4和右风帆5的尺寸一致，且左风帆4距浮筒1头部的距离与右风帆5距浮筒1尾部的距离相同，转轴6分别位于左风帆4和右风帆5的中部。驱动装置包括蜗轮7、蜗杆8和第二电机9，其中，蜗轮7设置在转轴6上，蜗杆8与蜗轮7相啮合，第二电机9与蜗杆8连接，以驱动蜗杆8旋转，并且驱动装置上还设置有正向限位开关19和反向限位开关20。
本发明的太阳能电池板为电机和电器提供电源。第一电机驱动螺旋桨旋转形成推动无人艇的推进力之一，风帆也是推动无人艇的动力之一。第一电机驱动螺旋桨旋转形成的推力和风帆形成推力同时推动无人艇前进。也可以由第一电机驱动螺旋桨旋转形成推力单独推动无人艇前进，或者可以由风帆形成推力单独推动无人艇前进。
进一步的，控制系统包括第一方向传感器10、第二方向传感器11、处理器12、风向传感器13、指向传感器14和GPS定位器15。第一方向传感器10和第二方向传感器11分别与两个转轴上的驱动装置的螺杆8相连接，利用相应蜗杆的圈数分别反算两个转轴6旋转的角度，风向传感器13固定设置在太阳能电池板的中部上方，指向传感器14设置在太阳能电池板托板3的侧面，用于给出无人艇艇身的方向，风向传感器13、指向传感器14、第一方向传感器10、第二方向传感器11、GPS定位器15、第一电机以及第二电机9分别与处理器12信号连接。
需要说明的是，本发明的太阳能电池板托板3的下方还设置有两个与转轴6位置相对应的支撑杆21，用于使太阳能电池板托板3保持稳定。
实施例2
本实施例提供了一种差动转向混合动力无人艇的转向控制方法，包括如下步骤：
步骤S1、处理器分别读取风帆的方向数据、风向数据、无人艇的经纬度数据、无人艇艇身的指向数据；
步骤S2、计算无人艇的航向；
步骤S3、计算航行时风帆设定方向；
步骤S4、控制风帆转到设定方向，并通过控制两个第一电机进行转向控制，使无人艇艇身指向航向；
步骤S5、回到步骤S1。
其中，步骤S4中，控制风帆转到设定方向，并通过控制两个第一电机进行转向控制，包括：S41、通过驱动装置控制风帆转到设定方向，S42、通过分别控制两个第一电机达到不同的转速，产生左右推力差，使无人艇转向。
进一步的，步骤S1中，处理器12从第一方向传感器10和第二方向传感器11分别读取左风帆4和右风帆5的方向数据，从风向传感器13中读取风向数据，从GPS定位器15中读取无人艇的经纬度数据，并利用两个时刻的经度和纬度计算出航向，从指向传感器中读取无人艇艇身的指向数据。
具体的，从GPS定位器15中读取无人艇的经纬度数据，并利用两个时刻的经度和纬度计算出航向包括：（1）计算当前点和终点两点间的经度差值和纬度差值进而得到航向角；（2）计算当前点和前一点两点间的经度差值和纬度差值进而得到实际航向角；（3）计算航向角与实际航向角的差值DA，DA决定无人艇转向，如果航向角大于实际航向角，即DA>0，无人艇就需要左转，如果航向角小于实际航向角，即DA<0，无人艇就需要右转。
在一优选实施方式中，通过控制两个第一电机转速来实现转向控制，控制量为：
DD=k1×DA+k2(DA-DA1)/(t1-t2)
其中，k1、k2是控制系数，通过调试试验获得，DA为t2时刻航向角与实际航向角的差值，DA1为t1时刻航向角与实际航向角的差值，t1、t2分别是相邻近的两个时刻，送给两个第一电机的控制量分别为DD和-DD。
实施例3
本实施例提供了一种差动转向混合动力无人艇的转向控制方法，包括如下步骤：
步骤S1、处理器分别读取风帆的方向数据、风向数据、无人艇的经纬度数据、无人艇艇身的指向数据；
步骤S2、计算无人艇的航向；
步骤S3、计算航行时风帆设定方向；
步骤S4、通过控制左风帆和右风帆的角度进行转向控制，使无人艇艇身指向航向；
步骤S5、回到步骤S1；
其中，步骤S4中，通过控制左风帆和右风帆的角度进行转向控制，使无人艇艇身指向航向，包括：S43、通过驱动装置控制左风帆转到设定方向，S44、通过驱动装置控制右风帆转到设定方向，通过左风帆和右风帆与风向的夹角不一致所产生的左右旋转力矩不相等，使无人艇艇身指向航向，如果无人艇指向与航向一致，跳过这一步；S45、控制左风帆和右风帆方向相同，且产生推力。
进一步的，步骤S1中，处理器12从第一方向传感器10和第二方向传感器11分别读取左风帆4和右风帆5的方向数据，从风向传感器13中读取风向数据，从GPS定位器15中读取无人艇的经纬度数据，并利用两个时刻的经度和纬度计算出航向，从指向传感器中读取无人艇艇身的指向数据。
具体的，从GPS定位器15中读取无人艇的经纬度数据，并利用两个时刻的经度和纬度计算出航向包括：（1）计算当前点和终点两点间的经度差值和纬度差值进而得到航向角；（2）计算当前点和前一点两点间的经度差值和纬度差值进而得到实际航向角；（3）计算航向角与实际航向角的差值DA，DA决定无人艇转向，如果航向角大于实际航向角，即DA>0，无人艇就需要左转，如果航向角小于实际航向角，即DA<0，无人艇就需要右转。
通过控制左风帆4和右风帆5的角度进行转向控制时，控制量为：
DDD= kk1×DA+kk2(DA-DA1)/(t1-t2)
其中，kk1、kk2是控制系数，通过调试试验获得，DA为t2时刻航向角与实际航向角的差值，DA1为t1时刻航向角与实际航向角的差值，t1、t2分别是相邻近的两个时刻，送给两个第二电机的控制量分别为DDD和-DDD。
实施例4
在本实施例中，浮筒1的中部设置有水舱16，水舱16侧面设置有进水电动阀17、排水泵18，无人艇上方设置风速传感器。无人艇在航行时浮筒五分之四的体积在水中，风帆、太阳能电池板都在水面以上，无人艇水阻最小，可以获得较高的航行速度。当无人艇遇到大风时，例如风速大于等于20m/s，则打开进水电动阀17，水舱16进水，浮筒1浮力降低，无人艇下沉，这样风对无人艇的影响几乎没有，增加了无人艇的抗风能力。将太阳能电池板托板3的体积设计成水舱体积的2倍，当无人艇下沉后，太阳能电池板托板的上半部分保持在水面以上，保证太阳能电池板始终在水面以上，太阳能电池板以下部分在水中。当风速减小后，则开启排水泵18，将水舱16的水排出，无人艇浮起来。
实施例5
下面介绍本发明的风帆的角度选择示例，为了描述方便，以风向为基准方向（零度），如图7所示， 当无人艇航向大于135度、小于-135度时，无人艇就要按照“之”航线航行。比如航向是180度，就要向-135度方向航行一段距离L，然后向135度方向航行2倍L距离。再向-135度方向航行2倍L距离。如此循环，直至到达目的地。在向-135度方向航行时，风帆的角度为小于-135度，如-145度，如图8所示；在向135度方向航行时，风帆的角度为大于135度，如145度，如图9所示。当无人艇航向小于135度、大于-135度，无人艇可以按航向直线航行。比如航向90度，无人艇指向90度，风帆的角度100度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种差动转向混合动力无人艇，其特征在于：所述差动转向混合动力无人艇包括：
艇身，所述艇身包括两个细长型浮筒（1），两个所述浮筒（1）沿水平方向设置，且相互平行，所述浮筒（1）的尾部均设置有螺旋桨（2），两个所述浮筒（1）的尾部均设置有第一电机，两个所述第一电机分别用于驱动两个所述螺旋桨（2）；
太阳能电池板托板（3），其设置在所述艇身的上方，所述太阳能电池板托板（3）上固定设置有太阳能电池板；
风帆，所述风帆包括左风帆（4）和右风帆（5），所述左风帆（4）通过转轴（6）设置在左侧浮筒（1）的前部，所述右风帆（5）通过转轴（6）设置在右侧浮筒（1）的后部，所述转轴（6）的顶部和底部分别与所述太阳能电池板托板（3）和浮筒（1）转动连接；
驱动装置，其分别固定设置在所述转轴（6）的上端，用于控制转轴（6）的旋转角度，并通过所述转轴（6）分别带动所述左风帆（4）和右风帆（5）转动至设定方向；以及
控制系统，其用于采集风帆的方向、风向、无人艇的经纬度、无人艇艇体的指向数据，并基于所采集的数据进行无人艇的转向控制。
2.根据权利要求1所述的差动转向混合动力无人艇，其特征在于：所述左风帆（4）和右风帆（5）的尺寸一致，且所述左风帆（4）距所述浮筒（1）头部的距离与右风帆（5）距浮筒（1）尾部的距离相同，所述转轴（6）分别位于所述左风帆（4）和右风帆（5）的中部。
3.根据权利要求2所述的差动转向混合动力无人艇，其特征在于：所述驱动装置包括蜗轮（7）、蜗杆（8）、第二电机（9），其中，所述蜗轮（7）设置在转轴（6）上，所述蜗杆（8）与蜗轮（7）相啮合，所述第二电机（9）与所述蜗杆（8）连接，以驱动蜗杆（8）旋转。
4.根据权利要求3所述的差动转向混合动力无人艇，其特征在于：所述控制系统包括第一方向传感器（10）、第二方向传感器（11）、处理器（12）、风向传感器（13）、指向传感器（14）和GPS定位器（15），所述第一方向传感器（10）和第二方向传感器（11）分别与两个驱动装置的螺杆（8）相连接，利用相应蜗杆的圈数分别反算两个转轴（6）旋转的角度，所述风向传感器（13）固定设置在所述太阳能电池板的中部上方，所述指向传感器（14）设置在所述太阳能电池板托板（3）的侧面，用于给出无人艇艇身的方向，所述风向传感器（13）、指向传感器（14）、第一方向传感器（10）、第二方向传感器（11）、GPS定位器（15）、第一电机以及第二电机（9）分别与所述处理器（12）信号连接。
5.根据权利要求4所述的差动转向混合动力无人艇，其特征在于：所述浮筒的中部设置有水舱（16），所述水舱（16）侧面设置有进水电动阀（17）和排水泵（18），所述太阳能电池板托板（3）的体积为水舱（16）体积的2倍。
6.一种如权利要求1-5中任一项权利要求所述的差动转向混合动力无人艇的转向控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、处理器分别读取风帆的方向数据、风向数据、无人艇的经纬度数据、无人艇艇身的指向数据；
S2、计算无人艇的航向；
S3、计算航行时风帆设定方向；
S4、控制风帆转到设定方向，并通过控制两个第一电机进行转向控制，使无人艇艇身指向航向；或者通过控制左风帆和右风帆的角度进行转向控制，使无人艇艇身指向航向；
S5、回到步骤S1；
其中，步骤S4中，控制风帆转到设定方向，并通过控制两个第一电机进行转向控制，包括：S41、通过驱动装置控制风帆转到设定方向，S42、通过分别控制两个所述第一电机达到不同的转速，产生左右推力差，使无人艇转向；
通过控制左风帆和右风帆的角度进行转向控制，使无人艇艇身指向航向，包括：S43、通过驱动装置控制左风帆转到设定方向，S44、通过驱动装置控制右风帆转到设定方向，通过左风帆和右风帆与风向的夹角不一致所产生的左右旋转力矩不相等，使无人艇艇身指向航向，如果无人艇指向与航向一致，跳过这一步；S45、控制左风帆和右风帆方向相同，且产生推力。
7.如权利要求6所述的差动转向混合动力无人艇的转向控制方法，其特征在于：步骤S1中，处理器从第一方向传感器和第二方向传感器分别读取左风帆和右风帆的方向数据，从风向传感器中读取风向数据，从GPS定位器中读取无人艇的经纬度数据，并利用两个时刻的经度和纬度计算出航向，从指向传感器中读取无人艇艇身的指向数据；
其中，从GPS定位器中读取无人艇的经纬度数据，并利用两个时刻的经度和纬度计算出航向包括：（1）计算当前点和终点两点间的经度差值和纬度差值进而得到航向角；（2）计算当前点和前一点两点间的经度差值和纬度差值进而得到实际航向角；（3）计算航向角与实际航向角的差值DA，DA决定无人艇转向，如果航向角大于实际航向角，即DA>0，无人艇就需要左转，如果航向角小于实际航向角，即DA<0，无人艇就需要右转。
8.如权利要求7所述的差动转向混合动力无人艇的转向控制方法，其特征在于：通过控制两个第一电机转速来实现转向控制，控制量为：
DD=k1×DA+k2(DA-DA1)/(t1-t2)
其中，k1、k2是控制系数，通过调试试验获得，DA为t2时刻航向角与实际航向角的差值，DA1 为t1时刻航向角与实际航向角的差值，t1、t2分别是相邻近的两个时刻，送给两个第一电机的控制量分别为DD和-DD。
9.如权利要求8所述的差动转向混合动力无人艇的转向控制方法，其特征在于：通过控制左风帆和右风帆的角度进行转向控制时，控制量为：
DDD= kk1×DA+kk2(DA-DA1)/(t1-t2)
其中，kk1、kk2是控制系数，通过调试试验获得，DA为t2时刻航向角与实际航向角的差值，DA1 为t1时刻航向角与实际航向角的差值，t1、t2分别是相邻近的两个时刻，送给两个第二电机的控制量分别为DDD和-DDD。
10.如权利要求7所述的差动转向混合动力无人艇的转向控制方法，其特征在于：还包括：当无人艇遇到大风时，如风速大于等于20m/s，则打开进水电动阀，水舱进水，浮筒浮力降低，无人艇下沉；当风速减小后，则开启排水泵，将水舱的水排出，无人艇浮起来，其中，太阳能电池板托板的体积为水舱体积的2倍，当无人艇下沉后，太阳能电池板托板的上半部分保持在水面以上，保证太阳能电池板始终在水面以上。
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